石灰石湿法烟气脱硫系统设备原理与运行维护

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中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训绪论石灰石湿法烟气脱硫系•我国的大气SO2污染现状及其对策统设备原理与运行维护•烟气脱硫技术分类及其应用概况•石灰石湿法脱硫工艺的系统组成与工作过程(重庆大学动力工程学院，400044，重庆)•本书的内容安排及其常用技术术语卢啸风教授中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训我国的大气SO2污染现状及其对策烟气脱硫技术分类及其应用概况一、我国的煤炭资源状况三、煤炭开采、利用过程中带（1）石灰石（石灰）—石膏湿法脱硫工艺来较严重污染煤炭资源丰富，占能源构成的75%；燃烧过程带来严重的大气污染（2）喷雾干燥法脱硫工艺二、我国煤炭资源的利用状况四、洁净煤燃烧技术简介（3）炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺煤炭总产量的2/3用于直接燃洁净煤技术（煤气化．液化）（4）烟气循环流化床脱硫工艺烧；低污染燃烧（CFB锅炉）动力煤质有逐年下降的趋势；烟气净化（烟气脱硫、脱硝）（5）海水脱硫工艺截止2005年底，我国发电装机容（6）氨水洗涤法脱脱工艺量已达50亿千瓦。（7）电子束法脱硫脱硝工艺中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训石灰石（石灰）—石膏湿法脱硫工艺石灰石湿法脱硫系统的工作原理1

1中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训石灰石湿法烟气脱硫的主要特点喷雾干燥法脱硫工艺•优点：–脱硫效率高。•技术–技术成熟，运行可靠性好。成熟、–对煤种变化的适应性强。工艺流程–占地面积大，一次性建设投资相对较大。较为–吸收剂资源丰富，价格便宜。简单、系统–脱硫副产物便于综合利用。可靠–技术进步快。性高中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺烟气钙硫比控制在循环2—2.5时，系流化统脱硫率可达到65—床脱80%硫工艺中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训海水氨水脱洗涤硫法脱工脱工艺艺2

2中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训•烟气中的主要成电子束法脱硫工艺原理分被电子束照射后形成强氧化性电子的自由基；•自由基氧化烟气束法中的SO2和脱硫NOx；形成硫酸和硝酸；工艺•硫酸和硝酸与氨反应生成硫酸铵和硝酸铵中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训烟气脱硫技术在国内的应用情况湿式石灰石—石膏法脱硫工艺发展历程–珞璜电厂（一．二期）（石灰石湿法烟气脱硫）•1930第一台湿式FGD(全尺寸)在英国BatterSea电厂投运•1953美国TVA进行了小规模试验研究–太原第一热电厂（简易石灰石—石膏湿法）•1964前苏联在一个冶炼厂的尾部安装了一套湿式洗涤装置–黄岛电厂（旋转喷雾干燥法）•1965-1966日本先后在3个电厂安装了石灰/石灰石洗涤装置•1965美国对石灰石洗涤工艺进行了中试–深圳西部电厂（海水洗涤法）•1971美国TVA/EPA在Shawnee电厂进行了现场工业性试验•1975中国上海闸北电厂首次进行了现场中间试验–下关电厂（炉内喷钙尾部增湿活化）•80年代中期，原西德在吸收日本和美国的试验研究和运行经验的基础–成都热电厂（电子束法）上，结合国情进行了深入的研究，积累了经验。现已形成了自己独特的商业装置•90年代，湿法FGD工艺在发达工业国家的燃煤电厂得到了广泛应用•西德比肖夫、日本三菱、日立、千代田等是世界主要FGD制造商。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训石灰石湿法脱硫工艺的基本原理与工作过程系统构成（一）•石灰石制备系统：由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量站构成。•吸收塔：由洗涤循环系统、除雾器和氧化工序组成的吸收塔。•烟气再热系统（可选）•脱硫风机•石膏脱水装置：由水力旋流分离器、真空皮带过滤机和储存系统组成。3

3中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训系统构成（二）：石灰石制备系统系统构成（三）：吸收氧化系统•细度要求：90％通过325目筛（44微米）或250•吸收塔目筛（63微米）。吸收塔是烟气脱硫的核心装置，要求气液接触•纯度要求：石灰石含量大于90％。面积大、气体的吸收反应良好，压力损失小。并•可磨性也有一定的要求。且适用于大容量烟气处理。吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、双回路塔和喷射鼓泡塔、复合塔等类型。•简介：将石灰石粉由罐车运到料仓储存，然后通过给料机、输粉机将石灰石粉输入浆池，加水制备成固体含量分数为10％—50％的浆液。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训几鼓泡吸收塔种吸收塔结构填料塔文丘里塔流化床吸收塔中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训系统构成（四）：吸收氧化系统系统构成（五）：吸收氧化系统•循环浆液池•除雾器除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气–循环浆液池的功能是接收和储存石灰石浆液，溶解石灰石，鼓风氧化CaSO3，结晶垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。除雾器设置冲洗水，生成石膏。目前，一般设置在塔底，利用大容积浆液完成石膏的结晶过程，就地氧化。间歇冲洗除雾器。湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。4

4中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训系统构成（六）：吸收氧化系统系统构成（七）：烟气再热系统•烟气再热系统•雾化喷嘴–烟气经过湿法FGD系统洗涤后，温度降到50－–雾化喷嘴的功能是将大量的石灰石浆液转化为能60℃，低于露点，为了增加烟囱排放烟气的能力，够提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟减少可见烟团的出现，需要将烟气再热。气中二氧化硫。湿法脱硫采用的喷嘴一般为离心–常用的再热方式：压力雾化喷嘴，可粗略分为旋转型和离心型。常•使用燃烧天然气或是低硫油的后燃器。用的有空心锥切线型、实心锥切线型、双空心锥•采用旋转式气－气热交换器和多管气－气热交换器切线型、实心锥型、螺旋型等5种。•傍路烟气再热中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训系统构成（八）：脱硫风机系统构成（九）：石膏脱水系统•脱硫风机•石膏脱水系统–装设烟气脱硫装置后，整个脱硫系统的烟气阻力约为2940Pa，单靠原有锅炉引风机（IDF）需设–来自吸收塔底部的石膏浆先在一台水力旋流分离器中稠化大到其固体含量约40％－60％，同时按其粒度分级。然后助推风机，或称脱硫风机（BUF)。根据不同的布将稠化的石膏浆用真空皮带过滤器脱水到所需的残留湿度置位置，脱硫风机有多种布置方案。10％。用离心机脱水可使石膏含水量降到5％，但运行费用–脱硫风机可选用离心风机、动调轴流风机和静调高。为了使氯含量减少到不影响石膏使用的程度，同时必轴流风机。须在过滤皮带上对其进行洗涤。–黄厂FGD采用动叶可调式，豆厂采用静叶可调式–豆厂不设石膏脱水系统；中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训系统构成（十）：石膏储存系统系统构成（十一）：废水处理系统•石膏储存系统•为了防止烟气中可溶部分氯盐浓度超过规定值–湿石膏的储存方法取决于发电厂烟气脱硫系统石和保证石膏的质量，必须从系统中排出一定量膏的产量、用户的需求量、运输手段以及石膏中的废水。排放的废水或者是水力旋流器分离的间储仓的大小。对于容量为300－700m3的中间溢流水，或者是皮带过滤器第一段的过滤水，储仓，石膏在其中的存放时间不应超过一个月。这部分水需要通过废水处理装置。废水处理装因此，推荐采用带有底部卸料的储仓。置与氯离子含量有关，一般控制氯离子质量浓度小于20000mg/l。5

5中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训系统构成（十二）：连续监测系统本书的内容安排主要监测内容：•第1章：FGD工艺化学基础–颗粒物浓度、排放量和烟气组份浓度、排放量；•第2章：FGD烟气脱硫系统的基本布置及其主要设备的选择；–为计算标态排量还需要监测烟气温度、流速、烟气压力、含水量、含氧量等辅助参数。•第3章：石灰石浆液制备与副产品处理系统目的和作用：•第4章：湿烟囱与烟气再热系统•第5章：FGD系统的工艺控制与仪表配置–实现污染物排放总量控制；•第6章：FGD系统防腐材料–实现排污在线计量和收费；•第7章：FGD系统中的主要设备；–推展企业排污交易制度；–指导调节锅炉燃烧工况。•第8章：FGD系统运行与事故处理；中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训本书常用专业参数（1）本书常用专业参数（2）•吸收塔烟气流速（AbsorberGasVelocity）•固体停留时间（SolidRetentionTime）–饱和烟气在吸收塔中的平均表观速度等于烟气体积流率–固体停留时间等于反应罐容积除以排浆速度。也等于反应除于垂直于烟气流动方向的吸收塔横截面积。计算式中罐中副产品颗粒总量除以固态副产品的生产速度。不扣除吸收塔内部支承、雾化母管及其它结构所占截面•脱硫剂利用率（ReagentUtilization）积。–脱硫剂利用率等于从烟气中脱除的SO2总摩尔数除以所加•液气比（Liquid-to-Gas）（L／G）脱硫剂包含的总钙摩尔数。–L／G等于循环浆液流率除以饱和烟气流率。•氧化率（OxidationFraction）•反应罐PH（ReactionTankpH）–氧化率等于从系统中排出的硫酸盐总摩尔数（扣除补充水–反应罐中混合浆液的PH值是一个关键的工艺控制参数。中加入的流酸盐）除以从烟气中脱除的SO2总摩尔数。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训本书常用专业术语（1）本书常用专业术语（2）•吸收塔（Absorber）•化学添加剂（Chemicaladditives）－少量加入到–在FGD工艺流程中，用于促进烟气中SO2进入到石灰石或FGD工艺过程中以改善工艺性能的化合物。石灰浆液中的容器。•逆流喷雾塔（Countercurrentspraytower）－经常•排放浆液（Blowdown）设计用于石灰石FGD工艺过程的吸收塔。在这个吸–为控制浆液中的固体溶解量而从FGD系统中排出的浆液。收塔中，烟气向上流动并与向下喷洒的液滴相遇。•副产品固形物（Byproductsolids）•脱水系统（Dewateringsystem）－一套设计用于–亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、飞灰以及其它来自湿法石灰将副产品固形物从工艺浆液中分离出来的工艺设备。石／石灰脱硫工艺固态反应产物的混合物。分离后的稀浆液可重新送回到系统中，脱水后的固形物（石膏）则运走。6

6中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训本书常用专业术语（3）本书常用专业术语（4）•抛浆池（Disposalpond）－设计用于副产品固形物•抑制氧化（Inhibitedoxidation）一种采用化学添加的部分脱水及永久存放的池溏。剂（通常用乳酸）防止浆液中吸收的SO2被氧化的•强制氧化(Forcedoxidation)－一种将空气喷入到反工艺运行方式。应罐将浆液吸收的SO2氧化成SO4-（硫酸盐）的工•垃圾填埋场（Landfill）－永久抛弃脱水后的副产品艺。固形物的地点。•水力旋流分离器（Hydrocyclones）－利用离心力•补充水（Makeupwater）－加入到FGD工艺过程中将副产品固形物从工艺浆液中分离出来的设备。的新鲜水，用于补充因蒸发、排放浆液以及副产品带走而失去的水分。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训本书常用专业术语（5）本书常用专业术语（6）•除雾器（Misteliminator）－从洁净烟气中将液滴•多孔淋盘（Perforatedtray）－为改善气／液接触和分离出来的装置。在FGD系统中最常见的设计是采SO2吸收而放置在吸收塔中的薄金属多孔盘。吸收塔用V型叶片，以除去由于浆液液面波动而带入洁净内部的气体和浆液以逆流方式流过盘底的孔洞。烟气中的浆液液滴。•泵密封水（Pumpsealwater）－一股清洁的、用于防•除雾器冲洗水(Misteliminatorwash)－用于冲洗除止浆液进入浆液泵轴端的密封水。雾器的水。•反应罐(Reactiontank)－一个用于完成石灰石／石灰•填料（Packing）－放置在吸收塔中用以提供循环吸收SO2反应的容器。某些FGD系统制造商也将其称浆液分布表面以加强气／液接触和SO2吸收的材料。为再循环罐（recirculationtank）。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训本书常用专业术语（7）本书常用专业术语（8）•反应罐PH值（ReactiontankpH）－反应罐中浆液•回收水（Reclaimwater）－在脱水设备中从副产品的pH值，是关键的工艺控制参数。固形物中分离出来并回到工艺流程中的水。•反应剂（Reagent）－用于中和所吸收的SO2的石•回收水箱（Reclaimwatertank）－用于存放返回灰石或石灰。到FGD工艺流程中的回收水和补充水的水箱。•储浆池（Reagentslurrytank）－配制好石灰石或•循环浆液(Recycleslurry)－在吸收塔中与烟气接触石灰的浓浆液在加入工艺系统前的存放装置。的浆液。•排放浆液（Slurrybleed）－将副产品固形物从反应罐输送到脱水系统的浆液。7

7中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训本书常用专业术语（9）本书常用专业术语（10）•雾化喷嘴（spraynozzles）－将循环浆液雾化成液•浓缩器（Thickener）－通过静置而使副产品固形物滴以改善气／液接触和SO2吸收效果的装置。部分脱水的容器。•雾化母管(Sprayheader)－连接雾化喷嘴并向各喷•真空过滤机（Vacuumfilter）－通过一种布类过滤嘴分配循环浆液的管道。介质采用真空方法从副产品固形物中除去水分的脱•雾化泵(Spraypump)－将反应罐中的浆液再循环至水设备。雾化母管的泵（组）。也称为再循环泵(recirculationpump或recyclepump)。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训作业第1章：石灰石FGD工艺化学基础•1．简述石灰石湿法烟气脱硫系统的烟气流程和石灰石浆液流程；•第1节：FGD工艺系统的基本化学反应•2．在石灰石湿法脱硫系统中，以下设备有何作•第2节：FGD系统的物质平衡用？–吸收塔–除雾器–水力旋流分离器–真空皮带机中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训第1节：FGD工艺系统的基本化学反应吸收塔内的基本化学反应•化学反应平衡的概念：•脱硫–影响化学反应平衡的因素：工艺•反应物的浓度与生成物的浓度；的基•反应过程中的其它外在条件（如温度、催化等）本过•吸收塔内发生的主要反应程–SO2被吸收到液相中–反应剂的溶解和中和反应（为维持浆液的酸度）–氧化反应–析出反应8

8中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训SO2的脱除（1）SO2的脱除（2）•SO2被吸收到液相中•反应剂的溶解和中和反应（为维持浆液的酸度）+−++−SO2(g)+H2O↔H2SO3(aq)CaCO3(石灰石)+H+HSO3→Ca+SO3+H2O+CO2(气)+−++−Ca(OH)(消石灰)+H+HSO→Ca+SO+2HO2332+−•上两式中生成的亚硫酸根离子可以进一步中和额外的氢根离子。HSO(aq)↔H+HSO233−+−SO+H↔HSO33•上式中亚硫酸盐的具体作用，主要取决于浆液pH值。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训亚硫酸、亚硫酸氢根、亚硫酸根SO2的脱除（3）与浆液pH值的浓度平衡关系•pH<2•氧化反应•pH=4~51−=SO+O→SO•pH>63242•石灰石FGD系统的pH值HSO−+1O→SO=+H+324通常在5.52至6.0。氧化反应所需要的氧气来自烟气或向吸收塔浆液池底部鼓入的空气。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训SO2的脱除（4）FGD系统脱硫反应总速度•析出反应•上述四种反应同时进行；++−11Ca+SO3+H2O→CaSO3•H2O(固)•对石灰石湿法烟气脱硫工艺，主要受石灰石2211溶解速度影响。++−=Ca+SO+SO+HO→(CaSO)•(CaSO)•HO(固)3423(1−x)4(x)222•X是氧化份额；当X大于15％时，析出二水石膏++=Ca+SO+2HO→CaSO•2HO(固)42429

9中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训FGD系统的工艺参数FGD系统脱硫反应模型（双膜理论）•FGD系统的脱硫反应模型（机理）•在气／液界面两侧分别存一个气／液膜，•FGD系统的主要工艺参数SO脱除率受SO扩散穿过气／液膜的速度控22制。•界面可以是雾化液滴的表面，或者是湿填料的表面。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训•双膜理论模型双假定在气／液膜界面两侧分别双理存一个气／液膜膜，SO2脱除率论受SO2扩散穿过理气／液膜的速论示度控制。界面示意可以是雾化液意图滴的表面或者是湿填料的表面。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训总平均气相质量传递系数吸收塔气－液反应性能表达式11H⎛⎜SO2,in⎞⎟K•A=+NTU=ln⎜SO⎟=GKkgklφ⎝2,out⎠•式中k和k分别表示穿过气膜和液膜扩散速率。•NTU――无因次传递单元数；gl•H是享利（Henry）定律常数。•SO――入口SO摩尔份额；2,in2•φ是液膜增强因子，是浆液组成与碱度的函数。浆液碱•SO――出口SO摩尔份额；2,out2度增大，φ值也同步增大。•K――总平均气相质量传递系数，kg/s-m2;•气膜吸收极限的概念：•A――总的质量传递界面面积，m2;–当增大浆液碱度（增大了φ）而使H／（kφ）与1／k相比lg•G――总的气流速度，kg/s.减少到一定程度后，继续增大浆液碱度对总质量传递系数（也即对NTU或SO脱除率）的影响就明显减少了。对一个•NTU值越大越好。2给定的吸收塔，当达到这一极限时，继续增大浆液碱度已无明显好处。10

10中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训FGD中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训工艺参数对SO2吸收的影响（二）FGD工艺参数对SO2吸收的影响（一）•液气比（L/G）–对单位容积的烟气而言，循环到吸收塔的碱性浆液•烟气流速：量。–增大烟气流速：•对脱硫的影响：•减小NTU–决定了脱硫反应的总表面积（尤其对喷雾塔和喷淋•降低吸收塔造价塔）–烟气流速的一般选择原则：–增大L/G，会增大了中和吸收SO2的碱度，因而增大•逆流喷雾塔(烟气上行，浆液雾状下行）：3－5m/s;主了φ，也就是增大了K值。要取决于除雾器性能（烟速过高会带走液滴）。–增大L/G，会增大氧化速度（与烟气中O2与L值有关）•喷淋塔（带淋盘的喷雾塔）：主要取决于淋盘设计•顺流填料塔：5－7m/s中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训FGD工艺参数对SO2吸收的影响（三）FGD工艺参数对SO2吸收的影响（四）•浆液pH值与反应剂当量比•烟气中的SO2浓度–pH的影响：–入口SO2浓度增大，会降低SO2脱除率；•影响φ值：增大pH值，会增加φ值；–入口SO2浓度变化对石灰湿法烟气脱硫工艺影响不大。•影响浆液中离子成分组成；增大pH值，会增加浆液碱度；•影响石灰石用量：增大pH值，会增加石灰石用量；–最佳pH的确定：•石灰石价格、投资、增大L/G所带来的辅助电耗。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训FGD工艺参数对SO2吸收的影响（五）亚硫酸盐／硫酸盐晶体尺寸控制•亚硫酸盐／硫酸盐晶体尺寸控制的目的：•浆液固体浓度及固体停留时间–防止结垢。–浆液固体浓度：浆液中包含的固体“种子”数量。至少1－2％，通常达到15－20％（石灰石FGD系统）•影响晶体尺寸的主要因素：氧化率–固体停留时间：浆液池中的固形物总量除以固形物产生速–X<0.15：析出可溶性亚硫酸钙和半水硫酸钙；度；也等于浆液池容积，除以排浆速度。–X>0.9：在浆液晶核上析出石膏；–固体停留时间：一般为12－24小时。过短，氧化反应不完–0.15

11中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训抑制氧化强制氧化•目的：使氧化率小于0.15；•目的：使氧化率大于0.95。•方法：加入硫代硫酸根离子，转化亚硫酸根离子。•方法：向浆液池中强制鼓入空气。常用硫代硫酸钠和乳化元素硫。•氧化程度：取决于浆液池深度和空气用量。•机理：硫代硫酸根离子与亚硫酸根离子氧化反应过•氧气用量：在99％氧化率时，每氧化浆液中1摩尔程中的自由基反应，生成连三硫酸根离子，连三硫SO2，约需要1.5倍摩尔氧气。酸根离子又和水反应生成硫代硫酸根离子。大量的硫酸根离子，使氧化反应平衡向反应物方向移动。•就地氧化与池外氧化：–就地氧化：在浆液池中进行强制氧化，主要用于生产商业−−石膏的石灰石FGD系统。S+SO→SO323–池外氧化：在脱水系统中进行强制氧化，主要用于石膏抛−==+S3O6+H2O→S2O3+SO4+2H弃的石灰石FGD系统。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训自然氧化增强脱硫效果的化学添加剂•化学添加剂作用：•在“自然”氧化条件下，亚硫酸根离子氧化成硫酸根–在“液膜限制”条件下，可以较经济地提高脱硫效率。离子的氧化率不是人为控制的，而是由系统中氧化–使FGD系统更适应锅炉工况变化。反应的固有速度和SO2与从烟气中吸收的O2之比决•化学添加剂的主要种类：定的。–镁：以消化白云石（Ca(OH)2.Mg(OH)2)的形式加入，以提高亚硫酸根离子浓度。多用于石灰FGD系统。•如果煤中的硫含量较高，并且烟气中的过剩空气系–二盐基酸（DBA）／脂肪酸：类似于可溶性亚硫酸盐，DBA通过提数较低，某些FGD系统在运行时，可以在不加元素供足够的浆液碱度去中和所吸收的SO以提高SO的脱除效率。22硫或硫代硫酸盐的条件下，维持较低的氧化率。–蚁酸／甲酸钠：用于改善石灰石FGD系统性能的一种羧酸。•化学添加剂消耗：溶解损失、共析、蒸发、品位下降。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训石灰石FGD工艺物料平衡石灰石FGD工艺物料平衡•讨论石灰石FGD工艺系统平衡的作用：•烟气：–弄清楚在FGD系统中运行过程中，那些物质进入系统，–主要成分：氮、二氧化碳、水蒸汽和氧那些物质流出系统，那些物质留在系统中？–微量成分：二氧化硫、一氧化氮、氯化氢、氟化–不同物质在流过系统中时，对FGD系统的运行有何作用和影响？氢及硫酸蒸汽。烟气或飞灰中可能还包含其它微量元素。•物料平衡：–流入的物质：烟气、石灰石、水•脱硫反应附带的生成物：–流出的物质：烟气、石膏、废浆液–CO2：1摩尔CO2/1摩尔SO2。–留在系统中的物质：氯盐等–HCl：几乎全部吸收。12

12中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训石灰石FGD工艺物料平衡中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训•水：–蒸发带走；1－1.2g/m3;–副产品排走(浆液成分控制)；其它形式排走；•固形物副产品：石灰石湿–抑制氧化：法烟气脱•副产品固形物摩尔重量：131g/mole；•副产品生产率：2.05kg/kg(SO2)硫工艺物–强制氧化：料平衡图•副产品固形物摩尔重量：172g/mole；•副产品生产率：2.69kg/kg(SO2)中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训随烟气流入且对FGD系统有影响的几种物质FGD系统中的水平衡•飞灰：•水平衡在FGD系统中具有重要的作用–主要破坏石膏品质；此外飞灰中微量元素的催化，对强制–维持系统内可溶性物质（如氯盐）的浓度；氧化有利；–锅炉负荷变化，需要及时调节系统内的水平衡；•两种水平衡：•硫酸蒸汽：–正水量平衡：进入FGD系统的水，多于流出FGD系统的水；–引起吸收塔入口烟道及GGH高温段的腐蚀；–负水量平衡：进入FGD系统的水，少于流出FGD系统的水；•氯化物：•水的来源：–浓度会不断累积，对FGD系统金属部件产生严重的腐蚀。–浆液制备；系统补充水；烟气带入；•水的消耗：–烟气蒸发；随副产品排走；抛浆；中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训可溶性固形物（氯化物）浓度•进入系统水量：一个500MWFGD强制•高浓度可溶性固形物来源：–石灰石浆液制备：氧化工艺的水平衡–浆液水分大量蒸发；4L/s–系统闭环运行；–除雾器冲洗：3L/s•流出系统水量：•高浓度氯化物危害：–降低FGD工艺运行性能；–泵及过滤器密封：–蒸发：42L/s10L/s–加速设备腐蚀；–副产品带走：0.8L/s•影响氯化物浓度的因素：–过滤后石膏冲洗：–水合反应：1.3L/s2L/s–煤质成分：高硫低氯煤或低硫高氯煤；–抛浆排放：2L/s–补充水水质：高氯水（国外冷却塔循环水常采用软水）或–其它补充水：27.1L–总排出量：46.1低氯水（地表水）／s–FGD工艺：石灰FGD，抑制氧化石灰石FGD，强制氧化石–总进水量：46.1L/s灰石FGD13

13中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训FGD工艺中的废弃物处理FGD系统中氯化•废水处理：物浓度的–废水来源：强制氧化工艺生产商业级石膏；变化关系–废水处理：软化、化学沉析、生物氧化；•固体副产品处理：•与FGD工艺和煤中–垃圾填埋；的氯／硫–废池溏沉淀；比有很大–石膏堆放；关系。中国华电集团宜宾发电总厂烟气脱硫系统技术培训作业1、在不同的氧化率时，吸收塔浆液池中的浆液会出现什么现象？2、解释下列术语：（1）强制氧化；（2）抑制氧化；（3）自然氧化；3、FGD系统浆液中的高浓度氯盐是如何形成的？它对FGD系统的运行有何危害？14